개념과 작동 원리
닫힌 반응계에서 정반응과 역반응의 속도가 같아지면 각 물질의 거시적인 농도가 일정하게 유지됩니다. 이를 동적 평형이라고 합니다.
생성물을 추가하거나 반응물을 바꾸면 두 반응 속도의 균형이 깨집니다. 새로운 조건에 맞는 평형으로 접근하는 동안 농도가 다시 변합니다.
관계식과 성립 조건
실험의 A⇌B 일차 반응 모형에서는 평형 때 kf[A]=kr[B]이고 [B]/[A]=kf/kr입니다. 일반 반응의 평형식은 계수와 활동도를 고려해 세웁니다.
평형 상수는 주어진 반응의 온도에 따라 달라집니다. 초기 농도를 바꾸는 것은 평형 조성을 바꿀 수 있지만 같은 온도에서 K를 임의로 바꾸는 것은 아닙니다.
가상 실험에서 읽을 변화
A를 넣으면 정반응이 잠시 더 빨라져 B가 늘어나요. 새 평형에서도 두 속도는 같고 농도 비는 K로 돌아와요.
가상 A⇄B 일차 반응, 일정 부피·온도예요. A 추가는 부피 변화 없는 순간 농도 증가예요. RK4 시간 간격은 1/120 s예요. 30 s는 평형에 가까운 상태이며 유한 시간의 잔차가 남아요. K는 이 모형의 농도 비 [B]/[A]이고 활동도·다중 반응은 생략해요.
핵심 관계와 기호
d[A]/dt = −kf[A]+kr[B] · K = kf/kr
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| kf, kr | 정·역반응 속도 상수 | s⁻¹ (실험 모형) |
| K | 평형 상수 | 표준 상태 기준 |
예시로 확인하기
동적 평형의 올바른 뜻은?
kf[A]=kr[B]일 때 농도가 일정해져요. [B]/[A]=kf/kr=K이며 농도 자체가 같을 필요는 없어요.
자주 헷갈리는 점
- 평형에서는 반응물과 생성물의 농도가 반드시 같은 것이 아니라 두 방향의 반응 속도가 같습니다.